辐射防护中常用的辐射量及单位
辐射量与单位
辐射量与单位辐射量及单位是国际辐射防护组织为了评价辐射量及其与辐射危害的关系而制定的系列量及单位，本节仅对几个常用的剂量学量与辐射防护量及其单位做一个简要介绍。
具体来说，本部分内容包括以下几个常用的剂量学量、辐射防护量及其单位：∙照射量X∙比释动能K∙吸收剂量D∙当量剂量H∙有效剂量E∙常用辐射量SI单位与曾用专用单位间的转换请你仔细观看教学录像／简报，然后完成随后的活动题，最后进行自我检测，以巩固所学。
照射量X（简报）照射量是X射线沿用最久的一个量，它是用以衡量X或γ射线（X或γ本质上都是电磁辐射）致空气电离程度的一个量，定义的是：在单位质量的空气中击出的全部次级电子完全被阻停时，在空气中产生一种符号的带电粒子的总电荷量。
照射量的SI单位为库仑/千克，用符号C•kg-1表示，曾用单位为伦琴，用字母R 表示。
1伦琴定义为在一立方厘米空气质量中产生1个静电单位的电量的照射量。
即：1伦琴= 1静电单位电量=3.33 × 10-10C= 2.58 × 10-4C/kg 0.001293 g 1.293 × 10-6kg吸收剂量是基本的物理学量，它可以用于描述辐射生物学、放射及防护中任何物质、任何照射几何条件及所有类型的电离辐射。
它是辐射剂量学最基本的量。
吸收剂量是当电离辐射与物质相互作用时，用来表示单位质量的受照物质吸收电离辐射能量大小的物理量。
吸收剂量的SI单位是焦耳/ 千克（J•kg-1），称为戈[瑞]（Gy）。
非法定单位为拉德，用rad表示。
1戈瑞= 1焦耳/ 千克= 100拉德（rad）。
上述照射量、比释动能和吸收剂量这三个辐射剂量学量既相互区别又相互联系。
三者的剂量学含意及适用类型不同，如表所示：吸收剂量适用于任何物质和任何一种辐射类型，它在辐射生物学、临床放射学和放射防护中都是基本的剂量学量，描述的是辐射授与物质的平均能量；比释动能则是描述不带电粒子（如X、r和中子）与物质作用释放次级带电粒子的初始动能；照射量则仅适用Xγ幷且作用物质仅限于空气介质，它描述的是Xγ在空气中的电离能力。
辐射防护知识教材
照射量率与活度
P=KrC/R2
Kr 电离常数 C 点源放射性活度 R 距点源的距离
辐射量及其单位——吸收剂量
吸收剂量(absorbed dose, D)
任何受照射物质每单位质量所吸收的任何电离辐射的平均能量。
D dE / dm
单位：Gray(戈瑞，Gy)，旧单位拉德(rad) 1 Gy = 1 J/kg(焦耳/千克) 1 Gy = 100cGy = 100 rad D=fX
电离辐射生物效应——分类2
以效应发生规律和性质分为：
随机效应(Stochastic effect)：
效应发生的几率与照射量有关，无阈值。如致癌效应和遗传效应。
非随机效应(Non- stochastic effect），或确定性效应 determinate effect)：
效应发生的几率与照射量有关，有阈值。 达到一定剂量照射后才发生效应，且严重程度与照射量成正相关，
影响生物效应的主要因素： 与辐射有关因素
电离辐射的种类和能量 ，LET大，效应明显。 吸收剂量与剂量率， 大，效应明显。 照射条件，照射方式：内照射α >β>γ ，外照射γ >β>α ， 照射范围：大，效应明显。 照射间隔：长，效应小。
与机体有关因素
用辐射敏感性表示对辐射的反应强弱
②通过脂质过氧化作用造成 体内包括细胞膜、线粒体膜、 溶酶体膜、核膜等生物膜的 损伤，使生物膜的能量传递、 物质转运、信息识别等功能 受到影响。
电离辐射生物效应——分类1
辐射生物效应分类方法很多，如： 躯体效应——遗传效应 早期效应——远期效应 短期大剂量效应——长期小剂量效应 随机效应——非随机效应
辐射防护领域常用物理量的意义及单位
辐射防护领域常用物理量的意义及单位放射性：指铀、镭等核素所具有的能够自发的、无法控制的原子核衰变，衰变的同时放出粒子或射线的性质。
衰变常数：表征原子核发生衰变的几率或发生同质异能跃迁的几率，表示在单位时间内，对给定核素的某一个原子核发生衰变得几率或自发核跃迁的几率，常用符号λ表示。
半衰期：指处于某种特定能态的放射性核素的核数目因发生自发核跃迁而减少到原来核数目一半所需时间的期望值，常用符号T1/2表示，单位常用年（a）、天（d）、分（min）、秒（s）。
放射性活度：表征放射性核素特征的一个物理量，指在给定时刻处于特定能态的一定量的放射性核素在一个很短的时间间隔（dt）内发生的衰变数（dN）除以该时间间隔而得的商，即A=dN/dt常用符号A表示，单位为贝克勒尔，简称贝克，符号Bq，1贝克表示放射性核素在1秒内发生1次核跃迁或1次核衰变。
放射性活度过去称放射性强度，并用居里（Ci）表示，1Ci=3.7×1010Bq计数率：指在给定时刻处于特定能态的一定量的放射性核素发生衰变，在单位时间内（通常为每秒或每分钟）释放出的粒子数，用符号cps（每秒计数）或cpm（每分钟计数）表示。
吸收剂量：表示在任何单位质量物质中，吸收各种类型电离辐射能量大小的一个物理量，其定义为任何电离辐射授予质量为dm的物质的平均能量dE除以dm所得的商，用符号D表示，即D=dE/dm通常提及吸收剂量时，必须指明受体和所在位置。
吸收剂量的国际单位是焦耳每千克（J·kg-1）专名叫戈瑞（Gray），符号Gy，1Gy=1 J·kg-1,曾用单位为拉得（rad），1Gy=100rad吸收剂量率：定义为在dt时间内吸收剂量的增量dD除以dt所得的商，用符号D表示，单位为戈瑞每秒（Gy·s-1），曾用名拉德每秒（rad·s-1）。
剂量当量：辐射所致的生物效应，不仅取决于吸收剂量大小，而且与辐射的种类和能量以及照射条件有关，为了统一表示各种辐射对机体的危害程度，用适当的修正因子对吸收剂量加权，这种表示使机体辐射吸收剂量与机体生物效应联系起来，这就是剂量当量的基本意思。
什么是辐射剂量
什么是辐射剂量辐射剂量是衡量人体接受辐射能量的量度，用于评估辐射对人体的潜在风险。
辐射剂量可以根据辐射来源、辐射种类和接受辐射的部位来确定，常用的单位是格雷（gray）和希沃特（sievert）。
1. 辐射剂量的定义辐射剂量是指人体在受到辐射时所吸收的辐射能量。
它包括外部辐射和内部辐射剂量。
外部辐射剂量是指来自外部放射源的辐射，例如来自太阳或放射治疗设备的辐射。
内部辐射剂量是指通过人体内部吸入或摄入放射性物质引起的辐射。
2. 辐射剂量的衡量单位辐射剂量的衡量单位有格雷和希沃特。
格雷是国际单位制中用于测量吸收辐射能量的单位，其中1格雷等于1焦耳每千克。
希沃特则是用于表示辐射对人体的生物效应时所使用的单位。
由于不同种类的辐射对人体的危害程度不同，因此希沃特对不同的辐射类型进行了修正。
3. 辐射剂量的评估方法评估辐射剂量可以通过测量辐射源、监测工作场所和使用个人剂量计来完成。
辐射剂量计有便携式和固定式两种类型，可以测量人们所接触到的辐射水平。
此外，核能量、医学放射治疗和飞行员等职业中的辐射接触也可以通过不同的方法进行评估。
4. 辐射剂量的风险与防护辐射剂量与人体健康风险存在一定关联。
长时间高剂量的辐射暴露可能导致辐射病或癌症等疾病。
因此，对于接受辐射剂量较高的人群，必须采取适当的防护措施，如加强屏蔽、缩短辐射接触时间和保护性用具等。
5. 辐射剂量的控制标准为了保护公众和工作人员的健康，各国制定了辐射剂量的控制标准。
这些标准包括最大可容许的剂量限值、工作场所辐射水平的监测要求以及相关设备和设施的安全措施。
6. 辐射剂量在医疗领域的应用在医疗领域，辐射剂量的精确评估对于放射治疗和影像诊断至关重要。
通过控制辐射剂量，医疗人员可以在最小限度损害患者的同时，确保诊断和治疗的准确性。
7. 辐射剂量的教育与公众意识由于辐射剂量与人体健康直接相关，提高公众的辐射意识和知识是非常重要的。
通过宣传教育，公众可以了解辐射的基本知识，掌握辐射剂量的评估方法，提高辐射防护意识，从而减少辐射暴露的风险。
X射线常用辐射量和单位
Ｘ 射线常用辐射量和单位
辐射效应的研究和辐射的应用，离不开对辐射的计量，需要有各种 辐射量和单位来表示辐射源的特性，描述辐射场的性质，度量辐射与物 质相互作用时能量的传递及受照射物体内部的变化程度和规律． X 线发现后首先应用于医学，便沿用医药学中 “剂量” 一词来描述， 于是电离辐射的计量也称辐射剂量．几十年来， 辐射剂量学有了很大发 展，辐射量和单位的概念也经历了较大演变． 国际上选择和定义辐射量及其单位的权威组织是： 国际辐射单位和测量委员会
·
HT = dHT/dt 当量剂量率的 SI 单位是 Sv·s-1.修正后的当量剂量. E = ΣωT·HT
T
式中, ωT 为组织权重因子,其数值由 ICRP 推荐使用. 3.1 集体当量剂量 受照群体中每个成员的当量剂量之总和.
3.2 集体有效剂量 受照群体中每个成员的有效剂量之总和.
D = dεtr/dm 比释动能的 SI 单位为:
焦耳·千克-1 (J·kg-1)
其特定名称为戈瑞 (Gy).
1Gy = 1 J·kg-1
同时还有: 1Gy = 102cGy = 103mGy = 106μGy
已废除但仍在沿用的单位是 拉德 (rad), 且:
1rad = 10-2Gy 2.2 比释动能率: 是单位时间内的比释动能.
1.1 照射量： 是指在单位质量的空气中被 X 射线照射后，释放出来的 全部次级电子完全被空气阻止时，在空气中产生的任何一种符号 的离子（正离子或负离子）总电荷量的绝对值．
dQ X = dm 照射量的单位 从上面的公式可以看出照射量的 SI 单位为
库仑·千克-1 (C·kg-1) 照射量已废除但仍在沿用的单位是伦琴(R). 换算关系为:
辐射防护预测量习题
2．放射工作人员任一器官或组织所受的年剂量当量不得超过下列限值：眼 晶体 150 mSv，其他单个器官或组织 500 mSv；
3．放射工作人员中，育龄妇女接受照射时，应按月大致均匀地加以控制。 对已知怀孕的妇女接受的照射，除按均匀的剂量率加以控制外，在一年内接 受的有效剂量当量应限制在1.5rem以下；年龄在16～18周岁的学生和学徒工， 由于教学培训需要接受照射时，一年内受到的有效剂量当量不得超过1.5rem， 年龄小于16周岁按公众成员（1mSv）控制。
式中，D为该点处的吸收剂量；Q为辐射的品质 因子；N其他修正因子的乘积。
精选ppt
18
有效剂量限值和当量剂量限值
剂量限值
应用
职业人员
公众
有年内平均
50 mSv·a-1
在任一年
年当量剂量
眼睛
150mSv
15mSv
皮肤
500mSv
50mSv
四肢
500m精选Sppvt
在空气介质中，对同一γ放射源，剂量率与照射率间存在如下的关系：
1伦琴/时=8.77×10-3戈瑞精/时选pp=t 0.877拉德/时
2
➢ 剂量率的计算
以各向同性的γ点源为例，可推算出吸收剂量率的计算公式 ：
D 1.691650nrA2 chv( )[拉德/时]
上式中，μ为介质的线性吸收系数（cm-1），ρ为介质的密度 （g/ cm3），nγ为源一次衰变所放出的γ光子数，Ac为源的活度 (Ci)，hν是γ光子能量（MeV），r为离源间距(cm)。
2.0(90Sr+90)Y1)
H' (0.07)/Da Sv·Gy-1 1.23 1.24 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25
辐射防护中常用的辐射量以及单位
d D dm
— 平均授予能，是随机量授予能的期望值；
D — 吸收剂量，单位为焦耳每千克（J/kg），
单位的专门名称为戈瑞，简称戈（Gy） 1Gy＝1J/kg
10
第二节
吸收剂量及其单位
2.随机量授予能和平均授予能
g －－直接电离粒子的能量转化为轫致辐射的份额
g值与电子能量E和原子序数Z之间的关系，近似的为 g 值一般在10-3－10-2之间，可忽略
EZ EZ 800
19
第三节
比释动能及其应用
5.比释动能概念的应用
在辐射防护中常用比释动能的概念计算辐射场量，推断生物组织中某 点的吸收剂量，描述中子源的输出额等。 （1）射线的吸收剂量
J / m2 s
能注量率与注量率的关系
E
【例题】3分钟内，测得E＝4MeV的中子注量为1012中子/米2。求 ， 9
第二节
吸收剂量及其单位
所谓剂量，实际上指的是吸收剂量， 现在已被广泛的应用于放射生物学、放射化学、辐射防护等学科中。
1.吸收剂量 D
当电离辐射与物质相互作用时，用来表示单位质量的物质吸收电离辐射能量
2） 两种物质相邻的界面附近
3） 高能辐射
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第三节
比释动能及其应用
4.比释动能与吸收剂量的关系
（2） 比释动能与吸收剂量的关系
在带电粒子平衡条件下，若轫致辐射直接电离粒子的能量dEtr，就等
于该物质所吸收的能量
d
即：
d dE tr d dE tr D K dm dm
E
0
医疗放射辐射量及单位
辐射量及其单位________________________________________一、放射性活度放射性活度（radioactivity）简称活度，它的SI单位是“S-1”，SI单位专名是贝可[勒尔]（Becquerel），符号为Bq。
1Bq＝1次衰变/秒。
暂时与SI并用的专用单位名称是居里，符号为Ci。
1Ci＝3.7×1010Bq或1Bq＝1s-1≈2.703×10-11Ci。
可用克镭当量来表示γ放射源的相对放射性活度。
1克镭当量表示一个γ放射源的γ射线对空气的电离作用和1克的标准镭源（放在壁厚为0.5毫米的铂铱合金管内，且与其子体达到平衡的1克镭）相当。
单位质量或单位体积的放射性物质的放射性活度称为放射性比度，或比放射性（specific radioactivity）。
二、照射量照射量（exposure dose）X是dQ除以dm所得的商，其中dQ的值是在质量为dm空气中，由光子释放的全部电子（负电子和正电子）在空气中完全被阻止时所产生的离子总电荷的绝对量，即：X＝dQ/dm。
单位：库仑•千克-1（C/kg）。
暂时与SI并用的照射量的专用单位名称是伦琴（Roentgen），符号为R，目前尚无SI 单位专名，与SI单位的关系为1R＝2.58×10-4C•kg-1。
伦琴的定义是：在1R X或γ射线照射下，在0.001293g（相当于0℃和760mm汞柱大气压力下1cm3干燥空气的质量）空气中所产生的次级电子在空气形成总电荷量为1静电单位的正离子或负离子。
照射量只对空气而言，仅适用于X或γ射线。
三、吸收剂量吸收剂量（absorbed dose）定义为dε除以dm所得的商，其中dε是致电离辐射给予质量为dm的受照物质的平均能量。
即D＝dε/dm。
吸收剂量的SI单位是焦耳•千克-1（J•kg-1），SI单位专名是戈[瑞]（gray），符号Gy。
暂时与SI并用的专用单位名称是拉德，符号为rad。
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M
4.3 比释动能和吸收剂量随穿过物质深度的变化关系
同一深度，D K ？
M
N
释出的带电粒子主要是沿入射粒子方向发射，因此 图中次级带电粒子在 N 点损失的能量，一般起源于 之首的 M点。因为 M 点的比释动能比 N 点的大，所 以次级带电粒子在 N点被吸收的能量，比初始不带
电粒子在 N 点释放的能量要大。所以在准平衡状态 下，同一点深度，D K。
tr
= Etr
= k f
K Etr
比释动能因子
有谱分布的辐射场：
dK d(E) ( tr )EdE dE
K E0 d(E) ( tr )EdE
0 dE
第四节导入
我们已经了解了能量的转移，即不带电粒子能 量转化为带电粒子能量，现在我们关心的是这些 带电粒子的能量是如何被介质吸收的，是否被全 部吸收，如果不全部吸收，是怎样损失的
D d dEtr (1 g) K (1 g)
dm dm
g —为带电粒子能量转化为韧致辐射份额
一般在 103 ~ 102 之间，份额较少
4.3 比释动能和吸收剂量随穿过物质深度的变化关系
间接电离辐射
比释动能：随着入射深度增加，粒子有明显衰减， 则比释动能将随入射深度增加而不断减小 吸收剂量：由于一开始处于浅层，所以开始一段深 度是逐渐增加的，后来达到最大值，之后不断减小
dEtr tr dadl da — da面积内的辐射能量
datr — da面积单位距离转移的能量 datrdl — da面积dl内转移的能量
dm dadl —体积元
K dEtr tr dadl tr = Etr
dm dadl
三. 比释动能与粒子注量的关系
K
dEtr dm
tr dadl dadl
X dQ / dm
dQ为 X或 辐射在dm空气中产生电离大小
剂量
第二节 吸收剂量
一. 吸收剂量（absorbed dese）及单位
D d / dm dm 某体积元的质量
单位 Gy（J/kg） d 电离辐射授与某体积元的能量
专用单位 拉德（rad）
（进入能量-离开能量）
+ （释放能量）
吸收剂量适用于各种辐射电离和任何受照物质
二. 吸收剂量率 D
D dD / dt 专用单位是拉德/秒
四. 比释动能与吸收剂量的关系 4.1带电粒子平衡charged particle V equilibriuV
①在 V 体积的边界到 V 边界的距离 d 等于 或大于次级带电粒子在该物质中的最大射 程 Rmax
②在 V 周围辐射场是均匀的，即在 d Rmax 的区域内辐射的强度和能谱恒定不变
③介质对初级辐射质能吸收系数和对次级带 电粒子阻止本领不变。
4.2 比释动能与吸收剂量的关系 在带电粒子平衡条件下，V 内沉积了电离辐射在该 体积中所释放出了的能量，是指产生的带电粒子完成 了全部的相互作用。而在高能带电粒子与高原子序数 物质相互作用时，会有韧致辐射损失能量。所以即使 存在电子平衡，吸收剂量并不等于比释动能
K dEtr / dm dm
单位为戈（Gy） dEtr
专用单位为 拉德（rad）
某体积元的质量
间接电离粒子在特定物质的 体积元内，释放出来的所有 次级带电粒子的初始动能的 总和(包括轫致辐射 )
二. 比释动能率 K dK / dt
三. 比释动能与粒子注量的关系
单能辐射场：能注量为 ，释放的能量为
第一节 描述辐射场的物理量和单位
一．度量放射性物质的单位及名称 3. 放射性活度的另一个单位：克镭当量 曾经是专门度量放射源放射性的活的一个单位 定义： 与一克同其衰变子体达到放射性平衡的镭标 准点源的照射量率相同，则称该γ源的γ放射 性活度为1克镭当量
不是一个有严格意义的表示放射性活度的单位
二．辐射能量的单位
位置 能量 方向 时间
强调：能量不包括静止质量
2．能量注量与粒子注量的关系
E
d(E) EdE 0 dE
3．能量注量率 (J / m2 s)
d / dt
4．能量注量率与粒子注量率的关系
E
d(E) EdE 0 dE
问题： 物质受到辐射后，到底吸收了多少能量？
相关因素
辐射与物质相互作用系数 辐射量
4.4 射线的吸收剂量 D E(tr / )(1 g)
令 en / (tr / )(1 g) D E(en / ) 对于同一种射线： D1 (en / )1
D2 (en / )2
在γ光子能量在 0.1~ 0.3MeV，康普顿散射占主导 这样质能吸收系数在该区域基本不变
4.5 中子的吸收剂量 中子的吸收剂量与比释动能的关系为：
辐射防护中常用的辐射量及单位
第一节 描述辐射场的物理量和单位 一．度量放射性物质的单位及名称
1．放射性活度（强度）（activity）
A dN / dt
2. 比活度
固体： Sx A / (Wx W )
放射性核素的质量 稳定物质的质量
气体：单位体积的放射性活度 氡是唯一的
氡气 1爱曼 1010 Ci / L 3.7Bq / L 自然界的天 然放射性气体
1．电子伏 eV 2．焦尔
三．粒子注量
1．粒子注量的定义
dN
da
dN 进入小球体的粒子数 da 小球体的截面积 m2
d(E)
dE
0 dE
强调：包括各个方向
2. 粒子注量率 d m-2 s-1
dt
三．能注量
1．能注量定义
dE / da
(X , E, ,t)
da 球体截面积
dE 进入球体的所有 粒子能量的总和
比释动能引入：
中子 光子
对于不带电的电离粒子，能量在物质中传递分 两个步骤
第一步：不带点的电离粒子将能量直接传 递给带电电离粒子（转移过程）
第二步：获得初始动能的带电粒子，在物 质中引起电离、激发，最后被吸 收（沉积过程）
描述上述第一步用的概念是比释动能
第三节 比释动能
一. 比释动能的定义和单位
D K (tr / ) DC KC (tr / )C
D —所求生物组织中任意一点的吸收剂量
DC —探测器在组织相似物中同一点处测 得的中子吸收剂量
第四节 照射量 一、照射量（exposure）及单位 1．照射量的定义
为了分析 X射线或 γ射线在空气中的电离效应， 引入一个新的量—照射量。照射量的定义为